基于数字化的岩土工程勘察技术及实现

孔凡猛

（山东省地质测绘院山东济南250002）

随着工程技术的发展，岩土工程中信息、水位，各种物资的勘察变得越来越重要，这些在岩土工程勘查中测量的数据均是由勘察工作人员实时跟踪整个项目，经过多次测量而来。但是一旦项目完成之后，这些数据就会被丢弃，对于日后工作不能较好地起到参考的作用，勘察人员也希望将其进行统计整理，但由于数据量较大且复杂，仅依靠人工的力量难以生成清晰的图表或文档进行收藏[1]。因此，如何能较好地利用工程中的测量数据，将勘察数据利用数字化技术[2]进行一个自动分析和批量管理，成为了岩土勘察科研人员致力于研究的问题。

为了能实现岩土工程数字化的勘察技术，近年来研究人员也做出了不懈的努力，并给出了在未来能够在岩土工程勘察行业中实现集勘察数据整合、计算、更新与保存为一体的设计目标，为未来即将踏入岩土工程勘察领域的学者提供前端支撑，也为已经踏入该行业的研究人员积累经验值，同时该过程最具意义的是降低了运营的成本，提高了工作效率。因此，本文提出了基于数字化的岩土工程勘察技术，其利用现有的数据库技术[3]，并使用办公软件office[4]，以及能够对勘察数据进行精细化处理的计算分析软件AutoCAD[5]，为我国的岩土勘察技术发展提供帮助。

1 系统开发技术基础

1.1 Net技术框架

Net技术核心是Web Services[6]，应用程序和Internet网络之间进行通信均在Web services的允许之下，该种允许可跨平台实现，不分操作系统、设备和编程语言的需求。如图1所示为Net技术架构层次图，该技术架构层次图从上到下分为几个层级结构，最上端代表着以c#，c++，VB，Jscript[7]等语言实现的应用程序，该应用程序能直观展现给用户操作过程等数据，勘测数据均可在这些可视化应用程序下进行分析计算。中间层为业务逻辑层，对于系统逻辑业务的功能均在此层次被封装起来，之后提供了一个能够被外部访问的接口，包括基于WCF[8]的对外暴露的Service服务，对于不同的外部请求，对外提供暴露的方式和策略也不相同。图1中最下端的底层结构即为架构的核心技术，该底层核心技术中的CLR[9]类似于一个引擎，能够驱动其他上层关键功能。

图1 技术架构层次图

1.2 勘察系统三层架构的实现

如图2所示为实现数字化的岩土勘察系统的三层架构图，该三层体系架构在实现任何软件开发中均被视为经典的体系。对于分层体系架构的出现是随软件开发技术不断地发展而产生的，并随着算法技术的不断优化而提高得来的。对于代码的应用效率和重用率在不断地被提高，因此多层次的体系结构在逻辑功能上要求被实现，该实现能具体分离出事物逻辑，从而实现了高效稳定的企业级应用系统。

图2 勘察系统三层架构图

1.3 基于.NET的AutoCAD开发

AutoCAD[10]是一款目前广为流行的计算机辅助设计软件，该软件能为用户提供良好地操作界面，使得在工程中难以想象的三维画面均可在该软件的绘图中得以实现。此外，其能够将各种格式的图片信息进行相互转换，对于数据之间的交互[11]有较强的功能，且还能在多种平台下进行操作，为各类用户在工程实践中提供了强大的工具。如图3所示为AutoCAD开发层次图，由于AutoCAD功能的可扩展性，根据下图中的开发层次图，便可扩展出开发者想要的功能。

图3 AutoCAD开发层次图

2 数字化系统总体设计

2.1 数字化系统功能模块设计

为了实现数字化的岩土工程勘察系统，需要该行业各个部门的共同协作才能顺利完成，如图4所示为数字化系统的总体模块设计图，在该模块清晰合理的划分下，岩土勘察工作才能确保高效率、智能化[12]的处理。如图4中的数字化勘察系统分两个层次实现，中间模块的数据编辑[13]和数据统计等模块中又有了众多更细致的功能实现。本文数字化的岩土勘察系统的实现就是按照这一功能模块进行的设计。

图4 系统功能架构图

2.2 数字化的岩土勘察系统数据库设计

根据上文中勘察系统架构的分析及讨论，显然数据库的设计占重要地位。在工程勘察中由系统统计分析得来的数据均要进行存储，因此必须要对数据进行安全、可靠、稳定的存储。本文在综合考虑兼容性[14]等条件下，选择了功能强大的Sql server[15]数据库。当在发生异常情况时，要保证数据库可以恢复到发生异常之前的正常工作状态，这样才能确保其稳定性。如下表1中所示为岩土工程勘察中的基本信息表，表中包含了岩土工程编号、名称、单位等与工程相关的描述信息，该信息表确定之后就能在数据库中利用GUID（全局标示符）建立与之对应的关系，该数据库的建立就是根据这些关系层次逐步进行的实现。

表1 工程基本信息表

3 数字化岩土勘察实现结果

在系统搭建以及数据库的实现之后，如图5所示为该系统对一个勘察项目文档管理的子目录列表图，在对勘察项目的文件在数据库服务器上建立根目录后，才能对该项目中的内容进行批量化管理。图5中在系统实现的项目列表中可清楚的看到文件的存放位置及文件名称，由此可方便的为数据再次使用时提供信息。

图5 子目录列表

如图6所示为用户权限管理实现界面的截图。在该系统页面下，管理员有权限进行用户的增加、删除和更改，从而保证了职能的持续化管理。

4 结束语

文中从岩土勘察中出现的测量数据利用性低，人工处理数据不清晰，勘察图形的绘制不易实现等难题出发，开发了基于数字化的岩土勘察系统，并在Net架构及MySQL数据库下顺利实现。该系统能为勘察人员提供一个运行速度快，稳定性能强，界面友好，且操作简单快速的业务系统。因此，其在未来岩土勘察中有着广阔的应用前景。

图6 用户权限管理

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